JPH09219033A

JPH09219033A - レーザホルダ装置

Info

Publication number: JPH09219033A
Application number: JP8289315A
Authority: JP
Inventors: Hisamasa Oomori; 久聖大森; Eiji Muramatsu; 英治村松; Kunihiko Horikawa; 邦彦堀川; Masaki Muragata; 昌希村形
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】適正な強度分布と収差補正をなすための調整
が可能となるレーザホルダを提供する。【解決手段】半導体レーザ素子を光ピックアップ筐体
に固着するレーザホルダ装置であって、半導体レーザ素
子を保持する凸部を有する第１の保持部材と、第１の保
持部材を凸部を介して嵌め込むための凹部を有し該凹部
にて第１の保持部材を嵌め込んだ状態で光ピックアップ
筐体に接合する第２の保持部材とからなり、第１の保持
部材における凸部と第２の保持部材における凹部とに、
半導体レーザ素子の放射基準面に対する法線方向に同じ
曲率の円弧部を有する構成となっている。半導体レーザ
素子の放射基準面に対する法線方向に同じ曲率の円弧部
を有しているため、第１保持部材と第２保持部材の嵌合
状態を円弧に沿って調整できる。したがって、第２保持
部材とピックアップ筐体との接合面（Ｘ−Ｙ平面）にお
ける２次元的な調整に加えて、放射基準面に対する法線
方向への調整が可能となり、強度分布の調整と収差補正
を両立することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式情報読み取
り装置における光ピックアップ装置に関わり、特に、情
報記録用及び情報読み取り用のレーザビームを発生する
半導体レーザ素子を保持して光ピックアップ筐体に固着
するレーザホルダ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１に一般的な光ピックアップの構成
を示す。図１１において、半導体レーザ素子２から放射
されたレーザビームは、コリメータレンズ４によって平
行光とされ、整形プリズム５に入射すると共に、その一
部がモニタ用フォトダイオード１１に入射する。整形プ
リズム５に入射したレーザビームは、整形プリズムによ
るビーム整形及び非点収差補正を受けて円形ビームに整
形された後、反射ミラー６によって図示しない光ディス
クの記録面（紙面と平行な面）に対して垂直に入射する
方向に進路転換され、対物レンズ７を介してディスク記
録面上に集光する。モニタ用フォトダイオード１１で受
光されたビームは電気信号に変換され、半導体レーザ素
子を制御して所定のレーザパワーを出力するためのパワ
ー制御回路（図示せず）の制御信号として使用される。

【０００３】一方、光ディスクで反射した光は、上記進
路の逆を辿り、対物レンズ７、反射ミラー６、整形プリ
ズム５を通過した後、検出レンズ８、非点収差発生用レ
ンズ９を介して受光用フォトダイオード１０に導かれ、
受光用フォトダイオード１０にて電気信号に変換され
る。

【０００４】これら光学素子を光ピックアップ筐体１に
組み込むことによりピックアップ装置を構成するのであ
る。筐体への組み込みを行う際、半導体レーザ素子２と
コリメータレンズ４、対物レンズ７等の他の光学素子と
の間の取り付け誤差に起因する、光軸中心のずれによっ
て生じるレーザビームの対物レンズ上での強度分布ずれ
を補正する必要がある。このため、半導体レーザ素子２
は、図１０に示すレーザホルダ３に嵌合した状態で光ピ
ックアップ筐体１に固着される構成が採用され、光ピッ
クアップ筐体１と固着される際に、半導体レーザ素子２
を含むレーザホルダ３を図９に示すように放射基準面Ｒ
と平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）で動かして、対物レンズの
光軸中心が強度分布の中心となるように調整がなされた
後、ねじによって筐体に固着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザ素子は、およそ３００μｍ角のレーザチップを直径
５．６ｍｍ〜９ｍｍほどのステム（台座）上に載置し、
放射基準面Ｒにガラスを配したキャップを取り付けるこ
とによりパッケージ化したものである。このため、レー
ザチップのステム上への取り付け状態に応じて、レーザ
チップから放射されるレーザビームの光軸と放射基準面
Ｒの関係は垂直からずれることがある（以下、垂直関係
からずれることをＬＤ放射角ずれと称す）。ＬＤ放射角
ずれがある場合、放射基準面Ｒに平行なＸ−Ｙ平面での
調整によってレーザビームの強度分布ずれを調整すると
対物レンズの光軸中心とレーザビームの発光点がずれる
ことになり、ディスク上に照射されたビームには波面収
差が発生する。また、放射基準面Ｒに平行なＸ−Ｙ平面
での調整によって、波面収差をなくすようにレンズの光
軸中心とレーザビームの発光点を一致させるとレーザビ
ームの強度分布がずれてしまう。つまり、ＬＤ放射角ず
れがあるとＸ−Ｙ平面における調整では、収差が無くな
る位置は強度分布がずれてしまい、逆に、強度分布が合
う位置では、収差が発生することになり、収差の調整と
強度分布の調整の両方は成立しない。収差や強度分布ず
れがあると、ディスク上でレーザビームを絞りきれなく
なるため、特に高密度記録されるＤＶＤ（デジタルビデ
オディスク）等を記録再生する光ピックアップでは、Ｌ
Ｄ放射角ずれに対する補正が必要である。本発明の目的
は、ＬＤ放射角ずれがあっても、収差の調整と強度分布
の調整の両方が可能となるレーザホルダ装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による請求項１記載のレーザホルダ装置は、
半導体レーザ素子を嵌合保持する凸部を有する第１の保
持部材と、第１の保持部材の凸部と嵌合する凹部を有
し、当該凹部にて凸部と嵌合した状態で光ピックアップ
筐体に固着せしめられる第２の保持部材と、からなり、
凸部は半導体レーザ素子の放射基準面に対する法線方向
に沿って円弧を描く曲面を有すると共に、凹部は曲面の
少なくとも一部と接合するように形成された接合部を有
することを特徴とする。請求項２に記載の発明によるレ
ーザホルダ装置は、請求項１に記載のレーザホルダ装置
であって、接合部が、前記曲面と同じ曲率を有する曲面
からなることを特徴とする。請求項３に記載の発明によ
るレーザホルダ装置は、請求項１に記載のレーザホルダ
装置であって、接合部が、前記曲面の曲率中心を頂点と
する円錐体の底面の円周部を形成することを特徴とす
る。

【０００７】請求項４に記載の発明によるレーザホルダ
装置は、半導体レーザ素子を嵌合保持する凸部を有する
第１の保持部材と、第１の保持部材の凸部と嵌合する凹
部を有し、当該凹部にて凸部と嵌合した状態で光ピック
アップ筐体に固着せしめられる第２の保持部材と、から
なり、凹部は半導体レーザ素子の放射基準面に対する法
線方向に沿って円弧を描く曲面を有すると共に、凸部は
曲面の少なくとも一部と接合するように形成された接合
部を有することを特徴とする。請求項５に記載の発明に
よるレーザホルダ装置は、請求項４に記載のレーザホル
ダ装置であって、接合部が、前記曲面と同じ曲率を有す
る曲面からなることを特徴とする。請求項６に記載の発
明によるレーザホルダ装置は、請求項４に記載のレーザ
ホルダ装置であって、接合部が、前記曲面の曲率中心を
頂点とする円錐体の底面の円周部を形成することを特徴
とする。

【０００８】

【作用】請求項１記載のレーザホルダ装置においては、
第１の保持部材は、情報読み取り用のレーザビームを発
生する半導体レーザ素子を凸部において直接保持する。
第２の保持部材は第１の保持部材の凸部を嵌め込むため
の凹部を介して間接的に半導体レーザ素子を保持する。
そして半導体レーザ素子は、第１及び第２の保持部材を
介して光ピックアップ筐体に固着される。第１の保持部
材における凸部及び第２の保持部材における凹部には、
半導体レーザ素子の放射基準面Ｒに対する法線方向に沿
って円弧を描く曲面を有すると共に、凹部は曲面の少な
くとも一部と接合するように形成された接合部を有して
いるため、第１保持部材と第２保持部材の嵌合状態を円
弧に沿って調整できる。したがって、第２保持部材と光
ピックアップ筐体との接合面（Ｘ−Ｙ平面）における２
次元的な調整に加えて、放射基準面Ｒに対する法線方向
への調整が可能となり、強度分布と収差補正を両立する
ことができる。

【０００９】請求項２に記載の発明によるレーザホルダ
装置では、接合部が、前記曲面と同じ曲率を有する曲面
からなるようにしたので、放射基準面Ｒに対する法線方
向への調整を円滑に行うことが可能となり、強度分布と
収差補正を両立することができる。請求項３に記載の発
明によるレーザホルダ装置では、接合部が、前記曲面の
曲率中心を頂点とする円錐体の底面の円周部を形成する
ようにしたので、放射基準面Ｒに対する法線方向への調
整を円滑に行うことが可能となり、強度分布と収差補正
を両立することができる。

【００１０】請求項４に記載の発明によるレーザホルダ
装置では、凹部を半導体レーザ素子の放射基準面に対す
る法線方向に沿って円弧を描く曲面を有するようになす
と共に、凸部は曲面の少なくとも一部と接合するように
形成された接合部を有するようにしたので、放射基準面
Ｒに対する法線方向への調整を円滑に行うことが可能と
なり、強度分布と収差補正を両立することができる。請
求項５に記載の発明によるレーザホルダ装置は、接合部
が、前記曲面と同じ曲率を有する曲面からなるようにし
たので、放射基準面Ｒに対する法線方向への調整を円滑
に行うことが可能となり、強度分布と収差補正を両立す
ることができる。請求項６に記載の発明によるレーザホ
ルダ装置は、接合部が、前記曲面の曲率中心を頂点とす
る円錐体の底面の円周部を形成するようにしたので、放
射基準面Ｒに対する法線方向への調整を円滑に行うこと
が可能となり、強度分布と収差補正を両立することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に好適な実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１は半導体レーザ素子
２を直接的に保持する第１の保持部材である第１ホルダ
３ａの構成図を示し、図２は第１ホルダと嵌合して間接
的に半導体レーザ素子を保持する第２の保持部材である
第２ホルダ３ｂの構成図を示す。また、図３には第１ホ
ルダ３ａと第２ホルダ３ｂを嵌合した本発明のレーザホ
ルダ装置の構成図を示す。図中３ａ１，３ａ２，３ｂ
１，３ｂ２は後述するＬＤ放射角ずれの調整をなすため
の調整用ねじを通す穴部である。３ａ３は、第１ホルダ
と第２ホルダを互いに付勢するためのばね及びその付勢
用ねじを通す穴部を形成し、その凸部は付勢用ねじと螺
合するねじ穴を有している。３ａ４は、半導体レーザ素
子２を挿入するための穴部であり、この穴部３ａ４にお
いて半導体レーザ素子２はＺ軸方向にレーザビームが放
射されるように放射基準面Ｒが向けられた状態に配置さ
れる。３ａ５は挿入された半導体レーザ素子２を保持す
るための凸部であり、この凸部３ａ５と第２ホルダ３ｂ
の凹部３ｂ５とが嵌合されて、図３に示すレーザホルダ
装置を構成するのである。

【００１２】ここで、凸部３ａ５と凹部３ｂ５との接合
面は、同じ曲率の球の一部である円弧面を形成してい
る。好ましくは半導体レーザ素子２のレーザ放射位置、
すなわち、レーザチップの載置位置となるＯ点を中心と
する球形状に基づく円弧面が良い。このように第１ホル
ダと第２ホルダを嵌合する接合面を円弧状に球面加工す
ることにより、円弧面に沿って第１ホルダを摺動するこ
とができるので、第１ホルダに保持された半導体レーザ
素子から放射されるレーザビームの傾きを図４に示すよ
うにＺ軸を中心軸とする円錐形状の範囲に亘って変える
ことができるのである。

【００１３】図５に半導体レーザ素子２を含む本発明の
レーザホルダ装置を第１ホルダ３ａ側からみた斜視図を
示す。第１ホルダ３ａと第２ホルダ３ｂは、凸部３ｂ３
（図３参照）に巻回されたばね３０４とそのばねに付勢
力を持たせるためのねじ３０３とによって互いに付勢し
合っている。この状態において放射角調整用ねじ３０１
及び３０２を締め付けたり、緩めたりすることによって
レーザビームの出射角度を調整できるのである。

【００１４】次に、本発明のレーザホルダ装置を用いた
光ピックアップ装置における収差調整と強度分布の調整
のやり方について説明する。調整は、図６に示すよう
に、レーザホルダを光ピックアップ筐体１に固定する際
に成される。まず、対物レンズ７の入射瞳位置に光検出
器を備えた位置検出器（図示せず）を配置し、半導体レ
ーザ素子２から出射されたレーザビームの強度分布がほ
ぼ最適となる位置、すなわち、位置検出器からの出力信
号を観察しながら、入射瞳のほぼ中心に最も強い光が照
射されるように、レーザホルダと光ピックアップ筐体の
接合面（Ｘ−Ｙ平面）に沿ってレーザホルダを動かす。
次に、対物レンズを介して出射する出射光を干渉計（図
示せず）に取り込み、半導体レーザ素子２の出射光と所
定の基準光との干渉縞を観察する。干渉光の位相が揃い
（ｎｕｌｌ状態）所定の干渉縞となるように、再度Ｘ−
Ｙ平面に沿ってレーザホルダを動かす。ｎｕｌｌ状態
は、収差を解消したことを示すから、このｎｕｌｌ状態
となる位置でレーザホルダを光ピックアップ筐体に固着
する。最後に、ねじ３０１，３０２（図５）の締め具合
を調整することによって半導体レーザ素子２から出射す
るレーザビームの出射角度を調整し、対物レンズの入射
瞳のほぼ中心に最も強い光が照射される位置、つまり、
最適な強度分布位置を得る。以上の手順により光ピック
アップ装置における収差補正と強度分布の調整を行うこ
とができる。

【００１５】次に、他の実施の形態について図７及び図
８を用いて説明する。図７及び図８は、他の実施形態の
レーザホルダ装置の構成を示す図である。図７（ａ）
は、レーザホルダの断面図であり、図７（ｂ）は、その
接合部の拡大図である。これは、図３の接合部の凹部の
曲面の範囲をさらに小さくしたものであり、図７（ｂ）
の接合部拡大図から分かるように、凹部７０３ｂ５は凸
部３ａ５と、より少ない部分で接合している。すなわ
ち、凹部７０３ｂ５は、凸部３ａ５と円形の線状に接合
し、相互の摩擦力を軽減し円滑な調整ができるように構
成されている。言い換えれば、凸部３ａ５は、半導体
レーザ素子の放射基準面に対する法線方向に沿って円弧
を描く曲面を形成し、凹部７０３ｂ５はその曲面の一部
と接合するように形成されている。凸部３ａ５と凹部７
０３ｂ５の接合部は、凸部３ａ５の曲面の曲率中心を頂
点とする円錐体の底面の円周部を形成するように構成さ
れる。

【００１６】次に、図８（ａ）は、レーザホルダの断面
図であり、図８（ｂ）は、その接合部の拡大図である。
これは、図８（ｂ）の接合部拡大図から分かるように、
凹部８０３ｂ５は、凸部３ａ５の曲面と接する円錐体の
側面の一部を形成するリング状の接合面を有している。
したがってこの場合も凹部８０３ｂ５と凸部３ａ５は、
理論的には円形の線状に接合し、相互の摩擦力を軽減し
円滑な調整ができるように構成される。

【００１７】上述の説明では、凸部を半導体レーザ素子
の放射基準面に対する法線方向に沿って円弧を描く曲面
を形成し、凹部をその曲面の一部と接合するように構成
したが、凸部と凹部は、そのいずれかが所定の円弧状で
あれば良いのであって、対応する接合部は円形の線状の
部分であっても良い。すなわち、極端には３点で接合し
ていても本発明の目的を達成することができる。また概
念的には、図３で示した凸部又は凹部の変形が図７及び
図８であると考えることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の請求項１記
載のレーザホルダ装置は、半導体レーザ素子を嵌合保持
する凸部を有する第１の保持部材と、第１の保持部材の
凸部と嵌合する凹部を有し、当該凹部にて凸部と嵌合し
た状態で光ピックアップ筐体に固着せしめられる第２の
保持部材と、からなり、凸部は半導体レーザ素子の放射
基準面に対する法線方向に沿って円弧を描く曲面を有す
ると共に、凹部は曲面の少なくとも一部と接合するよう
に形成された接合部を有する構成となっているから、従
来のレーザホルダ装置のように、光ピックアップ筐体と
の接合面に平行な平面における調整に加え、放射基準面
Ｒに対する法線方向への調整も可能となり、ＬＤ放射角
ずれに伴って発生する波面収差と光ビームの強度分布ず
れの両方に対して最適な状態となるように、光ビームの
半導体レーザ素子からの発射位置及び発射角度を調整す
ることができる。したがって、特に、ＤＶＤのような高
記録密度で記録される光記録媒体の記録再生装置の光ピ
ックアップ装置には好適である。

【００１９】請求項２に記載の発明によるレーザホルダ
装置では、接合部が、前記曲面と同じ曲率を有する曲面
からなるようにしたので、放射基準面Ｒに対する法線方
向への調整を円滑に行うことが可能となり、強度分布と
収差補正を両立することができる。請求項３に記載の発
明によるレーザホルダ装置では、接合部が、前記曲面の
曲率中心を頂点とする円錐体の底面の円周部を形成する
ようにしたので、放射基準面Ｒに対する法線方向への調
整を円滑に行うことが可能となり、強度分布と収差補正
を両立することができる。

【００２０】請求項４に記載の発明によるレーザホルダ
装置では、凹部を半導体レーザ素子の放射基準面に対す
る法線方向に沿って円弧を描く曲面を有するようになす
と共に、凸部は曲面の少なくとも一部と接合するように
形成された接合部を有するようにしたので、放射基準面
Ｒに対する法線方向への調整を円滑に行うことが可能と
なり、強度分布と収差補正を両立することができる。請
求項５に記載の発明によるレーザホルダ装置は、接合部
が、前記曲面と同じ曲率を有する曲面からなるようにし
たので、放射基準面Ｒに対する法線方向への調整を円滑
に行うことが可能となり、強度分布と収差補正を両立す
ることができる。請求項６に記載の発明によるレーザホ
ルダ装置は、接合部が、前記曲面の曲率中心を頂点とす
る円錐体の底面の円周部を形成するようにしたので、放
射基準面Ｒに対する法線方向への調整を円滑に行うこと
が可能となり、強度分布と収差補正を両立することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の第１ホルダの構成を示す図である。

【図２】実施形態の第２ホルダの構成を示す図である。

【図３】実施形態のレーザホルダ装置の構成を示す図で
ある。

【図４】本発明に基づく半導体レーザ素子の可動形態を
示す図である。

【図５】実施形態のレーザホルダ装置の第１ホルダ側か
らみた斜視図である。

【図６】実施形態のレーザホルダ装置を組み込んだ光ピ
ックアップ装置の構成図である。

【図７】他の実施形態のレーザホルダ装置の構成を示す
図である。

【図８】他の実施形態のレーザホルダ装置の構成を示す
図である。

【図９】従来の光ピックアップ装置における光強度分布
の調整状態を示す図である。

【図１０】従来のレーザホルダ装置の構成を示す図であ
る。

【図１１】従来のレーザホルダ装置を組み込んだ光ピッ
クアップ装置の構成図である。

【符号の説明】

１・・・・・光ピックアップ筐体２・・・・・半導体レーザ素子３・・・・・レーザホルダ３０１，３０２・・・・・放射角調整用ねじ３０３・・・・・ねじ３０４・・・・・ばね３ａ・・・・・第１ホルダ３ｂ・・・・・第２ホルダ３ａ１，３ａ２，３ｂ１，３ｂ２・・・・・調整用ねじ
穴部３ａ３・・・・・付勢用ばねを通すための穴部３ｂ３・・・・・付勢用ばねを巻回するための凸部及び
ねじ穴部３ａ４・・・・・半導体レーザ素子２を挿入するための
穴部３ａ５・・・・・凸部３ｂ５，７０３ｂ５，８０３ｂ５・・・・・凹部４・・・・・コリメータレンズ５・・・・・整形プリズム６・・・・・反射ミラー７・・・・・対物レンズ８・・・・・検出レンズ９・・・・・非点収差発生用レンズ１０・・・・・受光用フォトダイオード１１・・・・・モニタ用フォトダイオード１２・・・・・光ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村形昌希山形県天童市大字久野本字日光1105番地東北パイオニア株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザ素子を嵌合保持する凸部を
有する第１の保持部材と、前記第１の保持部材の前記凸部と嵌合する凹部を有し、
当該凹部にて前記凸部と嵌合した状態で光ピックアップ
筐体に固着せしめられる第２の保持部材と、からなり、前記凸部は前記半導体レーザ素子の放射基準面に対する
法線方向に沿って円弧を描く曲面を有すると共に、前記
凹部は前記曲面の少なくとも一部と接合するように形成
された接合部を有することを特徴とするレーザホルダ装
置。
【請求項２】前記接合部が、前記曲面と同じ曲率を有
する曲面からなることを特徴とする請求項１に記載のレ
ーザホルダ装置。
【請求項３】前記接合部が、前記曲面の曲率中心を頂
点とする円錐体の底面の円周部を形成することを特徴と
する請求項１に記載のレーザホルダ装置。
【請求項４】半導体レーザ素子を嵌合保持する凸部を
有する第１の保持部材と、前記第１の保持部材の前記凸部と嵌合する凹部を有し、
当該凹部にて前記凸部と嵌合した状態で光ピックアップ
筐体に固着せしめられる第２の保持部材と、からなり、前記凹部は前記半導体レーザ素子の放射基準面に対する
法線方向に沿って円弧を描く曲面を有すると共に、前記
凸部は前記曲面の少なくとも一部と接合するように形成
された接合部を有することを特徴とするレーザホルダ装
置。
【請求項５】前記接合部が、前記曲面と同じ曲率を有
する曲面からなることを特徴とする請求項４に記載のレ
ーザホルダ装置。
【請求項６】前記接合部が、前記曲面の曲率中心を頂
点とする円錐体の底面の円周部を形成することを特徴と
する請求項４に記載のレーザホルダ装置。